中性粒细胞介导的肝脏缺血再灌注损伤

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1、肝脏的缺血再灌注损伤是肝脏移植术、因肿瘤或损伤行肝脏部分切除术、失血性和心源性 休克等手术和临床疾病所共同经历的一个病理生理过程。近年来的研究表明，肝脏缺血再 灌注后的损伤分为两个时相 1 :I 相，主要为枯否氏细胞（Kupffer cell，KC）激活后， 连同其所分泌的因子如 TNF-、IL-1 等引起的损伤 2 ;II 相，则是在 KC、细胞趋化 因子、细胞粘附分子等共同作用下，使中性粒细胞（poly morph nuclear leukocyte，PMN） 趋化、粘附聚集、活化所介导的损伤 3 。后者是肝脏缺血再灌注损伤的关键，其结果 是肝细胞的坏死和凋亡，最终引起肝脏功能衰竭，甚至全

2、身多脏器功能障碍综合征 （multiple organ dysfunction syndrome，MODS） 4，5 。下面就中性粒细胞浸润所介 导的肝脏缺血再灌注损伤综述如下。1 PMN 的趋化循环中的 PMN 呈非活化状态，正常肝组织间隙中很少见到 PMN。PMN 必须在趋化因子的 作用下向肝组织间隙内游走、趋化、聚集，这是导致肝组织损伤的先决条件。而趋化过程 主要依靠趋化因子及其受体的相互作用来实现。1.1 趋化因子家族 趋化因子是一类分子量约 818KD、可诱导的、分泌型的前炎症细胞因子。按其来源分为: 白细胞源性，主要是由单核-巨噬细胞（包括 KC） 、中性粒细胞（PMN） 、T 淋

3、巴细胞、B 淋巴细胞等分泌的;非白细胞源性，主要是由血管内皮细胞、纤维母细胞、角化细胞、肝细 胞、肿瘤细胞、血小板等分泌的。从结构上，其 cDNA 的特征是均含有一个开放的阅读框 架，5端有典型信号肽序列，3端非翻译区有 AT 丰富序列;其氨基酸系列的特征是均含 有 4 个半胱氨酸，并构成两个特征性的二硫键，以维持其生物学特性。根据其氨基酸 N 端 第 1，2 两个半胱氨酸排列的不同，趋化因子家族又分为两个亚族:C-X-C 亚族（ 亚族） 和 C-C 亚族（ 亚族） ，前者排列上两个半胱氨酸之间间隔一个其他氨基酸，而后者则是 两个半胱氨酸紧相邻。这两个亚族中，与 PMN 的趋化密切相关的因子主

4、要是 C-X-C 亚族 的成员。趋化因子的主要生物学特性为:前炎症刺激物如 LPS、TNF、IL-1 等可导致大多 数趋化因子的产生和分泌 6 ;具有趋化白细胞的功能:一方面它们可趋化不同的白细 胞，如特征性趋化 PMN 的 C-X-C 亚族（ 亚族）因子 IL-8、GRO（growth related gene） 、 NAP（neutrophil-activating protein） 、ENA-78（78-residue epithelial cell-derived neutrophil-activator）等 7 ;另一方面它们之间的功能又是相互重叠，如 IL-8 不但可 以趋化 PM

5、N，而且还可以趋化 T 淋巴细胞、嗜酸、嗜碱性粒细胞 8 。在动物实验中， 皮内注射趋化因子均可引起炎症浸润。趋化因子还参与组织的生长、修复和组织的抗肿 瘤效应。1.2 趋化因子受体 趋化因子刺激 PMN 趋化游走功能的实现依靠与其受体的结合和结合后 信号的传导 9 。趋化因子受体从结构上看，均是视紫红质样 G 蛋白偶联受体超家族 的成员，均具有 7 个富含疏水氨基酸的穿膜区结构（seven predicted transmembrane domains，STR） ，并经三个同素异构体所形成的 G 蛋白（、）来传递信号 10 。STR 主要包括三部分:一个细胞外的氨基端来接收、结合趋化因子，一

6、个细胞内的羧基端 来活化 G 蛋白，七个 螺旋穿膜区于中间来传递信号。与趋化因子的分类相对应，其受 体也分为两个亚族，如前所述。其中，在 PMN 的趋化过程中起关键作用的是白介素-8 的 受体（IL-8R） ，属于 C-X-C 受体亚族。其 cDNA 可以从 PMN 样细胞系 HL-60 中分离出，富表达于 PMN 表面 11 。IL-8R 主要分两种:IL-8RA 和 IL-8RB，IL-8RA 特异结合 IL- 8，为高亲和力受体;IL-8RB 除与 IL-8 结合外，还可结合 GRO-、 和 NAP-2。近来 人们又发现，PMN 表面还存在 GRO 受体。趋化因子的作用就是结合因子并传导

7、信号， 其具体作用过程如下所述。1.3 趋化过程 肝脏的缺血期，缺血、缺氧首先激活肝内单核-巨噬细胞系统的 KC，使其分 泌多种活性物质和大量的细胞因子如 TNF、IL-1 12 。这些物质连同受损细胞破坏后 所释放出的活性物一方面刺激肝内实质和基质细胞以及血液中的白细胞产生趋化因子，另 一方面再灌注后随循环入血，与 PMN 表面的受体结合。后者引起受体 STR 产物的变构， 传导至胞内羧基端连接的 G 蛋白（即 GTP 结合蛋白） ，使 G 亚基结合的 GDP 脱落，被 GTP 所取代，G 亚基与 GTP 结合后出现了空间构象上的变化，激活磷脂酰肌醇特异性的 磷脂酶 C，产生细胞内信号传递中

8、的第二信使:肌醇三磷酸（IP 3 ）和二酰基甘油（TG 2 ） ， 两者分别介导胞浆内钙库中 Ca 2+ 的释放和蛋白激酶 C 的激活。细胞浆中 Ca 2+ 浓度的增 高是趋化因子作用于 PMN 的一个特征，Ca 2+ 浓度增高启动了 PMN 的运动、吞噬、分泌。 PMN 开始自血液中向肝组织间隙游走、趋化，当然，这个过程中需有粘附分子的协同作用。 趋化过程中因子与受体结合后，在细胞内信号传递中的第二信使如 IP 3 、TG 2 和 Ca 2+ 浓度的变化，同样也在 PMN 激活过程中起到了重要的作用。2 PMN 的粘附聚集正常情况下，PMN 可以沿肝窦内毛细血管内皮的表面滚动，很少发生粘附。

9、但缺血再灌注 后，多种因子作用下肝窦内血管内皮细胞及血中 PMN 表面细胞粘附分子表达上调并相互 作用，使 PMN 粘附聚集，并穿过血管壁进入肝实质中造成损伤。这就是 PMN 浸润扩散至 肝实质内的分子基础。2.1 细胞粘附分子 细胞粘附分子（cell adhesion molecules，CAM）是一类由细胞合成并存 在于细胞表面的糖蛋白，主要作用为促进细胞之间和细胞与组织间的粘附。依据其生化结 构可分为五类:整合素家族（intergrin family） ，是一类连接细胞骨架和传递细胞外信号的 跨膜蛋白，主要包括分布于白细胞表面的异二聚体 CD 11a /CD 18 （LFA-1）和 CD

10、 11b /CD 18 （Mac-1）等;选择素基因超家族（selectin gene superfamily） ，为一种跨膜糖蛋 白，主要包括 E-selectin（分布于内皮细胞上） 、P-selectin（分布于白细胞和内皮细胞上） 和 L-selectin（分布于白细胞、内皮细胞和血小板上）;免疫球蛋白超家族（immunoglobin superfamily） ，为一种膜蛋白，因其结构与免疫球蛋白具有同源性而得名，主要包括分布于 内皮细胞表面的细胞间粘附分子（ICAM-1/2）和血管细胞粘附分子（VCAM-1）;钙离子 依赖型家族（cadherin family）;其它粘附分子，如 C

11、D 44 等。其中，与 PMN 介导的 缺血再灌注损伤密切相关的是前三者。2.2 粘附分子的作用 正常情况下，肝脏血管内皮细胞和血中的 PMN 表面存在 CAM 的低 表达，循环的 PMN 与血管内皮细胞随机接触，并不发生粘附。但肝脏缺血再灌注后，首 先，是局部产生的活性细胞因子 IL-1、TNF-、IFN 等，这些因子一方面刺激肝血管内皮 细胞及肝细胞表面选择素家族（E-selectin、P-selectin）和免疫球蛋白家族（ICAM- 1/2、VCAM-1）表达上调，另一方面刺激 PMN 表面的整合素家族（CD 11a /CD 18 、CD 11b /CD 18 ）表达上调和 L-sel

12、ectin 的脱落（shedding） 。然后，是 PMN 与血管内皮表面的 粘附分子相互结合作用引起 PMN 的粘附、聚集和渗出。有研究表明，缺血再灌注早期主要是 L-选择素、P-选择素和 E-选择素的作用 13，14 ，而在后期则主要是 CD 11a /CD 18 （LFA-1） 、CD 11b /CD 18 （Mac-1）和 ICAM-1/2、VCAM-1 的作用 15 。具体 地说，PMN 的粘附渗出可分为三个步骤:滚动。这是粘附过程的早期表现，即 PMN 由轴 流进入边流，并沿内皮表面滚动、滑行。PMN 表面获得粘附活性的 L-selectin 与内皮细胞 表面相应分子结合脱落，使内

13、皮细胞表面的 P-selectin、E-selectin 表达上调;但由于早期这 种结合力弱，PMN 仍被血流推动而去同邻近的内皮细胞接触，从而使更多的内皮细胞活化， 并表达粘附分子，这一系列的相互作用即为滚动效应（Rolling effect） 16 ，这是一种 扩大效应。粘附。滚动过后，进入粘附过程的后期。部分 PMN 与内皮细胞开始紧密结 合，这时就需要整合素家族和免疫球蛋白家族的参与。在各种活性物质的作用下，PMN 通 过形态的改变，获得其表面 CD 11a /CD 18 （LFA-1） 、CD 11b /CD 18 （Mac-1）与其配 体主要是 ICAM-1/2 的高结合状态。而此

14、时，内皮表面的 ICAM-1/2 表达已经上调。这样， 通过粘附因子与其配体的紧密结合，滚动的 PMN 便与内皮表面粘附、聚集，并引起毛细 血管的阻塞 参考文献： 1 金倩;氯地酊联合激光治疗痤疮 158 例疗效观察J;广东医学;1997 年 10 期 2 董新亭,李卫莉,张随学;自拟粉刺消治疗痤疮 126 例J;中国中医药科技;1999 年 06 期 3 查旭山,陈修飏;寻常痤疮治疗体会J;江西中医药;http:/ 年 05 期 4 张随学 ,谭正辉 ,孙叶梅 ,李梅 ,俞玉芳 ,韩峰;3003 例痤疮患者特征分析与控制对策J; 中华医学美学美容杂志;http:/ 年 06 期 5 刘勇,王

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